SU1662819A1 - A method of surface protection in jet-abrasive ejectors - Google Patents
A method of surface protection in jet-abrasive ejectors Download PDFInfo
- Publication number
- SU1662819A1 SU1662819A1 SU894657829A SU4657829A SU1662819A1 SU 1662819 A1 SU1662819 A1 SU 1662819A1 SU 894657829 A SU894657829 A SU 894657829A SU 4657829 A SU4657829 A SU 4657829A SU 1662819 A1 SU1662819 A1 SU 1662819A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- supersonic
- abrasive
- jet
- section
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машиностроению и может найти применение в различных агрегатах дл защиты их поверхностей от воздействи двухфазных или иных струй. Цель изобретени - повышение эффективности защиты поверхностей. Основной поток, подаваемый в канал эжекционного аппарата, представл ет собой абразив с энергоносителем. Рабочее сопло 6 состоит из телескопически соединенных кольцевых элементов, образующих между собой сверхзвуковые пристеночные сопла 8. Сверхзвуковые недорасширенные пристеночные потоки с профил ми 17 исход т из выходных сечений 18 сверхзвуковых сопл и имеют характерные сечени 19 запирани и изобарические сечени 20. Рассто ние между сверхзвуковыми потоками в осевом направлении α = αс...αзап, где αс, αзап - рассто ни от выходного сечени сопла до изобарического сечени и до сечени запирани соответственно. Сохран эти рассто ни , повышают давление пристеночных потоков из услови прекращени контакта абразивных частиц с поверхност ми аппарата. 2 ил., 1 табл.The invention relates to mechanical engineering and can be used in various units to protect their surfaces from the effects of two-phase or other jets. The purpose of the invention is to increase the efficiency of surface protection. The main stream supplied to the channel of the ejection apparatus is an abrasive with energy carrier. The working nozzle 6 consists of telescopically connected annular elements that form supersonic parietal nozzles 8 among themselves. Supersonic underexpanded wall streams with profiles 17 start from output sections 18 of supersonic nozzles and have characteristic sections 19 of locking and isobaric sections 20. The distance between supersonic circuits in the axial direction, α = α with ... α zap , where α with , α zap are the distances from the exit section of the nozzle to the isobaric section and to the section of locking, respectively. Maintaining these distances increases the pressure of the near-wall streams from the condition that the abrasive particles stop contacting the surfaces of the apparatus. 2 ill., 1 tab.
Description
Изобретение относитс к обработке поверхностей деталей струей и может найти применение в машиностроении в различных агрегатах дл защиты их поверхностей от воздействи двухфазных или иных струй, в частности в плазмотронах дл предотвращени направлени напыл емого порошка на внутренние поверхности сопла при вводе порошка до анодного п тна.The invention relates to the treatment of surfaces of parts with a jet and can be used in mechanical engineering in various units to protect their surfaces from the effects of two-phase or other jets, in particular in plasma torches to prevent the sprayed powder from directing to the inner surfaces of the nozzle when the powder is introduced to the anode spot.
Целью изобретени вл етс повышение эффективности защиты поверхностей.The aim of the invention is to increase the effectiveness of surface protection.
На фиг.1 представлен струйно-абразив- ный аппарат, с помощью которого осуществл етс предлагаемый способ, продольный разрез; на фиг.2 - схема пристеночных защитных потоков.Figure 1 shows the jet-abrasive apparatus with which the proposed method is carried out, a longitudinal section; figure 2 - scheme of near-wall protective flows.
Струйно-абразивный эжекционный аппарат содержит каналы 1-3 дл подвода абразива с энергоносителем, дополнительного и защитного энергоносителей, смесительные камеры 4,5 дополнительного и защитного энергоносителей, рабочее сопло 6 и сопла 7 и 8 дополнительного и защитного энергоносителей. Рабочее сопло 6 состоит из телескопически соединенных кольцевых элементов 9, внутренние поверхности которых образуют между собой сверхзвуковые пристеночные кольцевые сопла 8. Магистраль питани защитного энергоносител снабжена редуктором 10 давлени , Каждый кольцевой элемент 9 может быть снабжен вибродатчиком 11 и внешним приводом 12 возвратно-поступательного движени сThe jet-abrasive ejection apparatus contains channels 1-3 for supplying an abrasive with energy carrier, additional and protective energy carriers, mixing chambers 4.5 additional and protective energy carriers, a working nozzle 6 and nozzles 7 and 8 of additional and protective energy carriers. The working nozzle 6 consists of telescopically connected annular elements 9, the inner surfaces of which form between themselves supersonic parietal annular nozzles 8. The power supply line of the protective energy carrier is equipped with a pressure reducer 10, Each annular element 9 can be equipped with a vibration sensor 11 and an external drive 12 of reciprocating motion with
ОABOUT
оabout
К) 00K) 00
юYu
фиксатором положени . Редуктор 10 давлени и вибродатчик 11 с усилителем 13 и амплитудным анализатором 14 подключены к внешнему приводу 12 через регул тор 15 и реле 16 соответственно. Сверхзвуковые пристеночные потоки с профил ми 17 исход т из выходных сечений 18 сверхзвуковых сопел 8 и имеют характерные сечени 19 запирани и изобарические сечени 20. Кольцевые элементы 9 содержат уплотнени 21.latch position. A pressure reducer 10 and a vibration sensor 11 with an amplifier 13 and an amplitude analyzer 14 are connected to an external drive 12 via a controller 15 and a relay 16, respectively. The supersonic near-wall flows with profiles 17 come from the output sections 18 of the supersonic nozzles 8 and have characteristic locking sections 19 and isobaric sections 20. The ring elements 9 contain seals 21.
На чертежах прин ты следующие обозначени : Рах -давлениеэнергоносител на входе в сверхзвуковые сопла; К - сечение в сверхзвуковой пристеночной струе, в котором отношение давлени Р3Х -статическому давлению в этом сечении вл етс критическим; Рк - статическое давление в сечении К сверхзвуковой пристеночной струи; Рн - давление в рабочем сопле 6; U - длина сверхзвуковой струи до сечени К; Ц - длина сверхзвуковой струи до изобарического сечени ; йап - длина сверхзвуковой струи до сечени запирани .In the drawings, the following notation is accepted: Pax - energy carrier pressure at the entrance to the supersonic nozzle; K is a section in a supersonic near-wall jet, in which the pressure ratio P3X is the static pressure in this section is critical; Pk is the static pressure in section K of a supersonic parietal jet; PH - pressure in the working nozzle 6; U is the length of the supersonic jet to the section K; C is the length of the supersonic jet to the isobaric section; yap is the length of the supersonic jet to the section of the shut-off.
Струйно-абразивный эжекционный аппарат работает следующим образом.Jet-abrasive ejection apparatus operates as follows.
Дополнительный и защитный энергоносители подают в рабочее сопло 6 по каналам 2 и 3 соответственно. При этом в соответствии с давлением защитного энергоносител при помощи регул тора 15 внешним приводом 12 устанавливаетс рассто ние между сверхзвуковыми соплами защитного энергоносител 8, равное L Lc -L3an . Затем в рабочее сопло 6 по каналу 1 подаетс абразив с энергоносителем , и при помощи редуктора 10 плавно повышаетс давление защитного энергоносител . В зависимости от этого давлени при помощи регул тора 15 перемещени внешним приводом 12 поддерживаетс рассто ние между сверхзвуковыми соплами 8, равное L Ц -Цап. Импульсы от ударов частиц абразива о стенки рабочего сопла 6 регистрируютс вибродатчиком 11 и приход т через усилитель 13 и амплитудный анализатор (позвол ющий выделить среди вибраций, вызванных газодинамическим шумом, импульсы от ударов частиц абразива ) к релейному регул тору 16. Повышение давлени защитного энергоносител продолжаетс до момента прекращени контакта абразивных частиц с внутренней поверхностью рабочего сопла б, после чего релейный регул тор 16 отключает внешний привод 12 и подает управл ющий сигнал на прекращение повышени давлени в редукторе 10. Герметичность между наружными цилиндрическими поверхност ми кольцевых элементов обеспечиваетс уплотнени ми 21. В случае необходимости выдерживани посто нной длины рабочего сопла конечный кольцевой элемент фиксируют относительно корпуса аппарата (не показа,но ). В этом случае при повышении подаваемого давлени защитного энергоносител одни кольцевые элементы вход т в другие, например, в выходной части рабочего сопла; и хот рассто ние между двум послед0 ними кольцевыми элементами не будет выдерживатьс L Lc -L3an, защита внутренней поверхности рабочего сопла между ними будет обеспечиватьс предыдущим перед ними сверхзвуковым соплом.Additional and protective energy is fed to the working nozzle 6 through channels 2 and 3, respectively. In this case, in accordance with the pressure of the protective energy carrier, by means of the regulator 15, the external drive 12 determines the distance between the supersonic nozzles of the protective energy carrier 8, equal to L Lc -L3an. Then, an abrasive with energy carrier is supplied to the working nozzle 6 via channel 1, and with the aid of the gearbox 10 the pressure of the protective energy carrier is gradually increased. Depending on this pressure, the distance between the supersonic nozzles 8, L c -Cap, is maintained by means of the displacement controller 15 by the external drive 12. The pulses from the blows of abrasive particles against the walls of the working nozzle 6 are recorded by the vibration sensor 11 and arrive through the amplifier 13 and the amplitude analyzer (allowing to distinguish among vibrations caused by gas-dynamic noise, impulses from the blows of the abrasive particles) to the relay controller 16. The pressure of the protective energy carrier continues to increase until the abrasive particles come into contact with the inner surface of the working nozzle b, after which the relay controller 16 turns off the external actuator 12 and sends a control signal to stop Pressure increase in the reducer 10. The tightness between the outer cylindrical surfaces of the annular elements is provided by seals 21. If necessary, maintaining a constant length of the working nozzle, the final annular element is fixed relative to the body of the apparatus (not shown, but). In this case, with an increase in the supply pressure of the protective energy carrier, some ring elements enter into others, for example, in the outlet part of the working nozzle; and although the distance between the two last ring elements will not be maintained with L Lc-L3an, protection of the inner surface of the working nozzle between them will be ensured by the previous supersonic nozzle in front of them.
5 Во врем работы струйно-абразивного эжекционного аппарата основной поток, рб- разуемый в результате эжекции дополнительным энергоносителем, истекающим из сопла 7, абразивного потока, поступающего5 During operation of the jet-abrasive ejection apparatus, the main stream, which is emitted by an additional energy source emitting from the nozzle 7, is an abrasive stream coming
0 из канала 1, отжимаетс пристеночными не- дорасширенными сверхзвуковыми потоками , истекающими из сопел 8. Отжатие происходит вследствие того, что на длине L3an граница сверхзвуковой струи обладает0 from channel 1, is pressed by near-wall underexpanded supersonic flows emanating from nozzles 8. The release occurs due to the fact that at the length L3an the boundary of the supersonic jet has
5 высокой устойчивостью к воздействию на нее извне возмущений, в том числе и в виде отдельных частиц(например,абразива ). Это объ сн етс упругими свойствами границы струи, так как при сверхзвуковой5 is highly resistant to disturbances from outside, including in the form of individual particles (for example, abrasive). This is due to the elastic properties of the jet boundary, since in the case of a supersonic
0 скорости уменьшение проходного сечени потока приводит к его торможению и увеличению давлени . Защитные свойства недорасширенной сверхзвуковой струи про вл ютс в следующем. Когда упругостиAs the flow rate decreases, the flow cross section reduces its flow and increases its pressure. The protective properties of an underexpanded supersonic jet appear as follows. When elasticity
5 сверхзвуковой струи недостаточно и частица все-таки пробивает ее границу, то в мо- , мент проникновени частицы в струю на величину, примерно равную ее радиусу, сверхзвуковой поток перед частицей ло0 кально тормозитс , что вызывает повышение давлени . Вследствие существенной разницы давлений, действующих на частицу в этом случае со стороны основного и пристеночного сверхзвукового потоков, части5 ца выталкиваетс пристеночным потоком,5 the supersonic jet is not enough and the particle still breaks its boundary, then at the moment the particle penetrates the jet by an amount approximately equal to its radius, the supersonic flow ahead of the particle locally decelerates, which causes an increase in pressure. Due to the significant difference in pressure acting on the particle in this case from the side of the main and near-wall supersonic flows, parts of the center are pushed out by the near-wall flow,
не успев коснутьс стенки рабочего сопла.without having to touch the wall of the working nozzle.
С другой стороны, до изобарическогоOn the other hand, to the isobaric
сечени (сечени , в котором статическоеsections (sections in which the static
давление в пристеночной струе равно дав0 лению в основном потоке), т.е. в интервале длин 0 L Ц , имеетс сечение К, вthe pressure in the wall jet is equal to the pressure in the main flow), i.e. in the interval of lengths 0 L C, there is a section K, in
Р котором отношение давлений вл етс Where pressure ratio is
критическим, так как это отношение наcritical since this attitude on
5five
длине L 0-Lc мен етс от дозвукового ,равного единице, до располагаемого сверхзвукового отношени /Рн. Следовательно, если расположить выходные сечени последующих сопел относительно предыдущих на длине L от 0 до , то отношение Ра /Рк будет докритическим, а течение дозвуковым или даже запертым (прекращенным). Дозвуковое же течение каждой последующей пристеночной струи тормозит предыдущую сверхзвуковую струю и приводит к активному их перевешиванию , что уменьшает устойчивость сверхзвуковой струи, усиливает размывание ее границ и ослабл ет защитные свойства. В св зи с этим сверхзвуковые сопла располагают относительно друг друга на длине Lc L L3an.the length L 0-Lc varies from subsonic to one to the disposable supersonic ratio / PH. Therefore, if we arrange the output sections of the subsequent nozzles relative to the previous ones on the length L from 0 to, then the ratio Pa / Pk will be subcritical, and the flow will be subsonic or even locked (discontinued). The subsonic flow of each subsequent wall jet inhibits the previous supersonic jet and leads to their active outweighing, which reduces the stability of the supersonic jet, enhances the blurring of its boundaries and weakens the protective properties. In connection with this, supersonic nozzles are located relative to each other over the length Lc L L3an.
Предлагаемый способ был осуществлен на струйно-абразивном эжекционном аппа- рате (фиг.1). Внутренние поверхности кольцевых элементов были выполнены из м гкой стали, их радиусы составл ли (R Тр) 20,21 и 22 мм соответственно дл начального , среднего и конечного участков. Произво- дительность сопла составл ла около 0,9 т/т.The proposed method was carried out on a jet-abrasive ejection apparatus (Fig. 1). The inner surfaces of the annular elements were made of mild steel, their radii were (R Tr) 20.21 and 22 mm, respectively, for the initial, middle, and final portions. The nozzle capacity was about 0.9 t / t.
Расход дополнительного энергоносител составл л 0,125 кг/с при подаваемом давлении 4 кг/см . В качестве дополнительного и защитного энергоносител использо- валс воздух. Сверхзвуковые пристеночные потоки создавались кольцевыми соплами при скорости истечени , соответствующей числу Маха Ма-1, с площад ми выходных сечений 1,22; 1,29 и 1,35 см (ширина коль- цевых сечений во всех соплах составл ла 1 мм) и с нулевыми углами между касательными к образующим сопел и их ос ми. Длины кольцевых элементов выбраны таким образом , чтобы рассто ние между сверхзвуке- выми пристеночными соплами можно было регулировать в соответствии с подаваемым давлением защитного энергоносител согласно зависимости, полученной из одномерного расчета дл множества точек в результате решени уравнени неразрывности и количества движени и последующей квадратичной аппроксимации результатов решений:The consumption of additional energy was 0.125 kg / s at a supplied pressure of 4 kg / cm. Air was used as an additional and protective energy carrier. Supersonic near-wall flows were created by annular nozzles at an outflow rate corresponding to the Mach number Ma-1, with output sections of 1.22; 1.29 and 1.35 cm (the width of the annular sections in all nozzles was 1 mm) and with zero angles between the tangents to the nozzle generators and their axes. The lengths of the ring elements are chosen so that the distance between the supersonic wall nozzles can be adjusted according to the applied pressure of the protective energy carrier according to the dependence obtained from a one-dimensional calculation for a variety of points as a result of solving the continuity equation and the amount of motion and the subsequent quadratic approximation of the results :
L-(1,32-4.48) -10 4 -П02+ (2,676-5,03) 102 П0-{2,2-37,69) L- (1.32-4.48) -10 4 -P02 + (2.766-5.03) 102 P0- {2.2-37.69)
L L/RTp;L L / RTp;
где П0 отношение подаваемого давГНwhere P0 is the ratio of the applied davGN
лени защитного энергоносител к давлению в рабочем сопле 6.laziness of the protective energy carrier to pressure in the working nozzle 6.
Подаваемое давление защитного энергоносител мен лось от 25 до 5 кг/см (сначала исследовались режимы с большими давлени ми), что соответствует дл рассто ни от последнего сверхзвукового сопла до выходного сечени рабочего сопла значени ми и 5, a и 5 мм соответственно . Дл начальных кольцевых элементов этому соответствует ,3 и 1,6 (до- критическое отношение), a и 5 мм. В качестве абразивных частиц использовалась стальна дробь диаметром 0,8 и 2 мм. Суммарное врем работы на каждом режиме , соответствующем определенному значению П0 и диаметру частиц, составл ло 10 мин, затем состо ние внутренней поверхности рабочего сопла визуально контролировалось .The supply pressure of the protective energy carrier varied from 25 to 5 kg / cm (at first, modes with high pressures were studied), which corresponds to a distance of 5, a and 5 mm for the distance from the last supersonic nozzle to the outlet section of the working nozzle, respectively. For initial ring elements this corresponds to, 3 and 1.6 (subcritical ratio), a and 5 mm. Steel grit with a diameter of 0.8 and 2 mm was used as abrasive particles. The total operating time on each mode corresponding to a certain value of P0 and the particle diameter was 10 minutes, then the state of the inner surface of the working nozzle was visually monitored.
Следы повреждений внутренней поверхности рабочего сопла обоих диаметров частиц дроби по вл ютс при По 5.Traces of damage to the inner surface of the working nozzle of both particle diameters of the fraction appear at Po 5.
В таблице приведены результаты наблюдений .The table shows the results of observations.
Рассто ние между сверхзвуковыми соплами в направлении основного потока может быть выбрано с помощью расчетной зависимости или экспериментально.The distance between supersonic nozzles in the direction of the main flow can be selected using the calculated dependence or experimentally.
Таким образом, использование предлагаемого способа защиты поверхностей в струйно-абразивных эжекционных аппаратах и устройства дл его осуществлени позвол ет полностью гасить скорость частиц в нормальном направлении к стенкам рабочего сопла, а следовательно, избежать контакта частиц с внутренними поверхност ми аппарата и износа последних. Кроме того, за счет ускорени основного потока сверхзвуковыми пристеночными потоками повышаютс энергетические характеристики струи, а использование вибродатчиков и внешнего привода возвратно-поступательного движени позвол ет защищать внутренние поверхности эжекционного аппарата при изменении режимов его работы и частиц абразива и достигать этого перемещением кольцевых элементов рабочего сопла относительно друг друга.Thus, the use of the proposed method of protecting surfaces in the jet-abrasive ejection apparatus and device for its implementation makes it possible to completely quench the velocity of the particles in the normal direction to the walls of the working nozzle, and therefore avoid contact of the particles with the internal surfaces of the apparatus and wear them. In addition, due to the acceleration of the main stream by supersonic near-wall streams, the energy characteristics of the jet are increased, and the use of vibration sensors and an external reciprocating drive protects the internal surfaces of the ejection apparatus when its modes of operation and abrasive particles change and achieve this by moving the annular elements of the working nozzle each other.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894657829A SU1662819A1 (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | A method of surface protection in jet-abrasive ejectors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894657829A SU1662819A1 (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | A method of surface protection in jet-abrasive ejectors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1662819A1 true SU1662819A1 (en) | 1991-07-15 |
Family
ID=21432053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894657829A SU1662819A1 (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | A method of surface protection in jet-abrasive ejectors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1662819A1 (en) |
-
1989
- 1989-03-03 SU SU894657829A patent/SU1662819A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 589112,- кл, В 24 С 5/04, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1128582A (en) | Cavitation nozzle assembly | |
ES2096059T3 (en) | A METHOD AND A DEVICE TO MINIMIZE DEPOSITS IN A DRYING CHAMBER. | |
GB9507185D0 (en) | Spraying apparatus and nozzle devices | |
GB1481042A (en) | Guns for forming jets of particulate material | |
KR970005401A (en) | Liquid product spraying method and apparatus | |
CA2123056A1 (en) | A method of removing nitrogen from hot flue gases | |
ID22862A (en) | EQUIPMENT FOR AEROSOL FORMATION | |
JPS62207815A (en) | Oxygen blowing lance | |
AU7222896A (en) | Spraying apparatus and nozzle devices | |
CN1165354C (en) | Installation for fighting fire | |
SU1662819A1 (en) | A method of surface protection in jet-abrasive ejectors | |
ZA851677B (en) | Method of and apparatus for cutting stone | |
FI923999A0 (en) | OVER ANCHORING FOR OVER RENDERING AV ROERLEDNINGAR. | |
US5857900A (en) | Blast nozzle containing water atomizer | |
ES2147638T3 (en) | DEVICE TO SUCK A GASEOUS FLUID THROUGH A DUCT TO TAKE IT OUTSIDE OF IT. | |
RU2015347C1 (en) | Air-stream atomizer | |
US3069812A (en) | Sand blasting nozzle | |
EP0414863B1 (en) | Noise attenuating supersonic nozzle | |
ES2109123A1 (en) | Method and apparatus for cooling workpieces | |
US3545068A (en) | Pressure amplification | |
EP0319342A2 (en) | A device for displacing a submerged article | |
RU2055652C1 (en) | Hydrobarodynamic method of cleaning internal surface of pipelines | |
GB2094679A (en) | Method and apparatus for treating the internal surface of a pipe | |
RU2057632C1 (en) | Abrasive-jet apparatus | |
EP0384519A2 (en) | Apparatus and method for the internal cleaning of a pipe |